(57)【要約】【課題】スパイラル混合及びスパイラル分離法を実行するシステムを提供する。【解決手段】水処理システム１００は、粒子を含有する原水を受容する入口部と、化学薬品を添加する高制御性の連続薬注システムと、原水と凝集剤原料及びアルカリ性原料とを混合するらせん状流路を有するスパイラルミキサ１０８と、スパイラルミキサ１０８から凝集フロック粒子を受容するバッファタンク１１０と、バッファタンク１１０の内容物を排出水と凝集フロック粒子を含有する廃水とに分離するスパイラル分離器１１２と、排出水用の第１経路と、凝集フロック粒子を有する廃水用の第２経路とを提供するように作用する出口部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子を含有する原水を受容するように作用する入口部と、
粒子成長を起こすために必要に応じて化学薬品を添加する高制御性の連続薬注システムと、
前記原水と凝集剤原料及びアルカリ性原料とを混合するための規定されたらせん状流路を有するスパイラルミキサを備え、前記スパイラルミキサは前記規定されたらせん状流路内でインライン凝集及びフロック形成処理を実行して凝集フロック粒子を生成するよう形成され、
前記スパイラルミキサから前記凝集フロック粒子を受容するように作用するバッファタンクと、
前記バッファタンクの内容物を排出水と前記凝集フロック粒子を含有する廃水とに分離するスパイラル分離器と、
前記排出水用の第１経路と、凝集フロック粒子を有する前記廃水用の第２経路とを提供するように作用する出口部とを備えることを特徴とする水処理システム。
【請求項２】
前記スパイラルミキサはフラッシュ混合と、高濃度の均一サイズの凝集体の成長を実現する特別仕様のせん断速度を提供するよう構成され、前記フラッシュ混合は、前記流入原水が前記スパイラルミキサの前記らせん状流路の下部壁に衝突する際に無秩序混合が引き起こされるような入力角度を有する前記スパイラルミキサの構成により達成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記せん断速度は、前記原水内の前記生成フロック粒子を略均一サイズに制限するよう選択された特別仕様設計のせん断速度であり、前記せん断速度を変更して凝集体サイズを制御することが可能であることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記原水内における前記凝集剤原料及び前記アルカリ性原料の拡散のための拡散長は、ほぼ前記スパイラルミキサの前記らせん状流路の幅程度であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパイラルミキサとスパイラル分離器とを備える水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の水処理は主として、凝集、フロック形成、沈澱及び物理的濾過という一連の処理工程により構成される。これらの処理工程では、各処理過程を実行するための凝集槽やフロック形成槽など、それぞれの対応する物理的構造が必要である。典型的には、化学的凝集剤を使用してクーロン反発力を遮断（つまり電荷を中和）し、サブミクロン微粒子のピンフロックへの凝集を促進する。凝集に要する時間（つまり凝集時間）は凝集体の濃度及びサイズを含むいくつかのパラメータによって決定される。
【０００３】
その後、長鎖ポリマ形状の凝集剤を添加することにより、より大きなフロックを形成して沈殿槽における沈殿速度を高めることができる。初期３段階における水理学的滞留時間（hydraulic retention time）は、投入される水の水質及び設備によって５〜１０時間となる可能性があり、かなりの設置面積及び初期インフラ費用を必要とする可能性がある。
【０００４】
従来の水処理の実施方法の変形例が、一例としてここで参照する適用例において開示されている。この変形例の特徴は、高いスケーリング性、モジュール性、小設置面積、高い処理能力、純流体的連続流、膜不使用、サイズ選択によるカットオフすなわち遮断、及び凝集速度の高速化が含まれる。このシステムは、任意の密度の微粒子に対して作用するが、特に中立浮力を有する微粒子に対して作用する。これらの特徴により、凝集剤の使用量を５０％削減しても同様の濁度低減を達成することが可能であるが、これは流体せん断効果によるピンフロックのコンパクトさ（つまり高密度）と、自己限定的な狭いサイズの分布に起因するものである。この相乗効果によって流体構造におけるミクロンサイズのピンフロックの抽出により、フロック形成及び沈澱工程を潜在的に省略することが可能となり、その結果、場所的及び化学的コスト、運用諸経費の削減、及び原水から処理済水までの処理時間の短縮により、大幅なコスト削減が達成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７１６００２５号明細書
【特許文献２】米国特許第６９１６１１３号明細書
【特許文献３】米国特許第６００２３１３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の混合は、（例えばロータによる）能動的な撹拌により達成されるか、あるいは水と凝集剤とを受動的な蛇行流路に導入して無秩序流を生成することにより達成され、これにより化学薬品の乱流拡散が促進されて接触時間（ＣＴ）が短縮される。接触時間は典型的には短時間であるため、流路における数秒の水理学的滞留時間で十分効果的な混合が達成される可能性がある。従来のフロック形成は大型槽において実施され、この大型槽では（拡散による）ペリキネティック凝集が非常に遅い速度で進行する。（せん断による）オルトキネティック凝集の速度は、大きな凝集体の場合は特にかなりの高速となるが、サイズが大きいことと対流パターンを設計する必要があることからあまり効率的ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る水処理システムは、粒子を含有する原水を受容するように作用する入口部と、粒子成長を起こすために必要に応じて化学薬品を添加する高制御性の連続薬注システムと、前記原水と凝集剤原料及びアルカリ性原料とを混合するための規定されたらせん状流路を有するスパイラルミキサを備え、前記スパイラルミキサは前記規定されたらせん状流路内でインライン凝集及びフロック形成処理を実行して凝集フロック粒子を生成するよう形成され、前記スパイラルミキサから前記凝集フロック粒子を受容するように作用するバッファタンクと、前記バッファタンクの内容物を排出水と前記凝集フロック粒子を含有する廃水とに分離するスパイラル分離器と、記排出水用の第１経路と、凝集フロック粒子を有する前記廃水用の第２経路とを提供するように作用する出口部とを備えることを特徴とする水処理システムである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態によるシステムの代表図である。
【図２】スパイラルミキサとして使用される装置の実施形態を示す図である。
【図３Ａ】らせんスパイラル形の単一スパイラル装置を示す図である。
【図３Ｂ】らせんスパイラル形の単一スパイラル装置を並列に複数配置した状態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態によるスパイラル混合及びスパイラル分離システムの別の実施形態を示す図である。
【図５】濁度低減に対する反応を示す３つの曲線を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態は、スパイラル混合及びスパイラル分離法を実行するシステム及び方法に関する。スパイラルミキサは、スパイラル装置の直前で原水流への凝集剤（及び水処理において使用される他の既知の化学薬品）の高制御性連続薬注を可能にする装置を備える。らせん状流路の比較的狭い範囲と乱流状態との組み合わせにより、添加する化学薬品を非常に高速で分散することが可能であり、このため極めて均一な１次凝集体の核形成を可能にする環境が提供される。これら１次凝集体の流路内での更なる凝集は、流路という制限された空間内の（制御された）高いせん断速度により高濃度でコンパクトな凝集体に限定される。その後、この均一サイズの凝集フロック粒子は移動し、下流での沈澱を必要とせずに容易に分離することができる。分離は、スパイラルミキサと直接流動接触するスパイラル分離器により実行可能である。任意に、スパイラルミキサとスパイラル分離器の間にバッファタンクを配置することにより、スパイラル分離器のカットオフ寸法を超えて凝集体を更に成長させることができる。２００８年９月１９日出願の米国特許出願第１２／２３４，３７３号「水処理方法における凝集を加速するための成熟フロックによるシーディング方法及びシステム」等に開示された大径のシード粒子を追加使用することにより、このバッファタンク内の成長をさらに最適化することができる。尚、前記米国特許出願の全ては、この言及によって本明細書中に組み込まれる。概念実証実験によると、これらの実施形態で既述されている、より効率的な混合及び分離では、連続した沈殿を必要とする従来システムと同様の濁度低減を、凝集剤使用量を５０％減少して達成することが可能となる。
【００１０】
図１は、本実施形態の概念に基づくスパイラル混合及びスパイラル分離を用いた水処理システム１００の概略を示している。実施形態によっては、ポンプは、システム１００へ水を供給するために使用される。したがって、そのような実施形態では導入原水１０２がポンプを含んで設計されるものとする。
【００１１】
例示のシステム１００では、導入原水１０２からの水は適切な入口部へ導入され、入口部は一例としてはメッシュフィルタ１０４である。メッシュフィルタ１０４は導入原水の比較的大きな粒子をろ過するように設計されているものとする。すなわち、フィルタ１０４は２ｍｍ〜５ｍｍのメッシュ素材で構成してもよい。メッシュフィルタ１０４によるろ過後の導入原水に基剤としてアルカリをインラインで連続的に添加し、この工程全体にわたるペーハー値の調節を行う。基剤は適切であればどのようなものを使用してもよい。基剤添加後、スパイラルミキサ１０８による混合前に凝集剤を導入水に連続的に添加する。凝集剤は適切であればどのようなものを使用してもよい。アルカリと凝集剤はどちらも、原水の水質に合わせて調節された、明確に規定された連続流を注入する既知の高制御性薬注システム１０６によって添加される。
【００１２】
スパイラルミキサ１０８は、アルカリで処理された導入原水と凝集剤とを受容する。図１に示すスパイラルミキサは２つの目的にかなうものである。第１の目的は、フラッシュ混合機能の提供であり、流入原水がスパイラルミキサ１０８の下部らせん状流路壁に衝突した時に無秩序混合を引き起こすような角度で、原水を入口部に導入する。第２に、流路内のせん断による流速は、狭幅であるが均等なサイズ範囲において高濃度でコンパクトなフロック粒子の成長を促進するせん断速度を達成するように、カスタム設計、すなわち特別仕様設計されている。一般に、せん断速度が上がるほど、凝集フロックが小さくなる。方式は、高い分離性能を得るために下流のスパイラル分離器のカットオフサイズを超えるフロックサイズが得られるよう設計することである。スパイラルミキサ１０８は、（任意の）バッファタンク１１０に接続する出力口を有し、このバッファタンク１１０において凝集体を、次の分離段階のカットオフサイズを超えてさらに成長させることができる（例えば約４分で）。
【００１３】
バッファタンク１１０の出力口は、排出水出力口１１４を有するスパイラル分離器１１２に接続される。排出水出力口１１４は、スパイラル分離器へ導入された原水から分離した排出水をろ過機構１１６へ誘導する。ろ過機構１１６から排出された排水は典型的にはさまざまな方法で使用可能な処理済水を含む。例えば、ろ過機構１１６は米国環境保護庁（ＥＰＡ）が制定した飲料水処理用の物理的障壁として使用できる。スパイラル分離器１１２は、廃水搬送用の第２出力ライン１１８を有する。廃水は適切な方法で処分可能である。
【００１４】
スパイラル分離器１１２はさまざまな形態を取ることが可能であるが、少なくともいくつかの形態では、例えば２００６年１１月２０日出願の米国特許出願第１１／６０６，４６０号「粒子分離及び濃縮システム」、２００７年１１月７日出願の米国特許出願第１１／９３６，７２９号「中立浮力粒子の分離のための流体装置及び方法」、及び２００７年１１月７日出願の米国特許出願第１１／９３６，７５３号「浄水における動的処理装置及び方法」に開示されているように動作する。さらに、スパイラルミキサ１０８はまたスパイラルミキサ・コンディショナとして作動してもよく、その場合混合は臨界ディーン数以上（１５０以上）で動作するターン、すなわち回転数または折り返し部を有する流路で行われ、凝集調整は臨界ディーン数未満で動作するターンを有する流路で行われる。
【００１５】
スパイラル分離器１１２に対する注目を続けて、さまざまな流体構造、実行方法及び選択された製造技術を使用して、積層式及び並列式の一方または両方の配置の流体分離構造体の製作が行われている。考案されたこれらのシステムにより、処理対象の流体の効率的な導入、処理能力の向上、及び（いくつかの変形例では）排出流体の調整可能で効率的な処理が実現される。
【００１６】
これら装置の変形例が寸法尺度及び流路構造に基づいて実現可能であることは理解されるであろう。しかしながら、ここに説明する実施形態は高度に拡張可能であり、マイクロスケール（０〜１０ｍＬ／秒）、ミニスケール（１０〜１０００ｍＬ／秒）及びマクロスケール（１〜１０Ｌ／秒）の単一流路流速に対応している。
【００１７】
並列動作を可能にする有用な積層技術を利用した平面的な実施形態が考えられる。すなわち、１８０〜３６０度の範囲内の（完全な物理的スパイラルは成さないが、ここではスパイラル分離器と理解される）円弧により、横流フローパターン成長、定常状態流速の達成、及び、いくつかの循環的流路が流体流において粒子を所望位置へ掃流する時間、という連続した段階が実現する。ここに示す他の平面的な実施形態はらせん状スパイラルを含んでいる。
【００１８】
そのような考案された装置の顕著な特徴は、使いやすい入口マニホルド、及び流体を粒子と排出流体流とに分ける、分岐機構またはスプリッタを含む排出マニホルドを備える。本発明の実施形態は、更なる処分または処理のための非常に狭帯の粒子を出力する機能を有する複数段装置を実現可能にする。他の並列配置の実施形態及びその製造技術も考えられる。また、説明した実施形態のどれにおいてもフィードバック及び制御システムの一方または両方を実行することができる。
【００１９】
次に図２では、単一の平面スパイラルミキサ装置２００を示す。装置２００は入口部２０２と、少なくとも１つの曲線またはらせん状部分２０４、及び出口部２０６、２０８を有する。入口にて十分な乱流を生成し、凝集剤を未処理原水内の浮遊粒子と混合するための無秩序混合を提供するために、流体のスパイラルミキサ中への入射口角を９０度とする。この平面マルチスパイラル流路装置である、平面スパイラルミキサ装置２００は、１つの形態では樹脂から切って造ってもよい。装置２００の１つの変形例では、装置２００の入口部２０２近くの中央領域を削除して後述の入口部カプラを接続してもよい。装置のらせん状部分２０４はさまざまな形態をとってもよい。例えば、らせん状部分２０４は収束していても分岐または広がっていてもよい。さらに別の例として、遠心力の増加または減少などの用途に応じて、出口部２０６、２０８及び入口部２０２の位置を入れ替えてもよい。ここで示す平面スパイラルは、流体処理能力の向上のためにＮ層の並行処理を可能にする平行に積み重ねられた複数のミキサ装置２００であってもよい。
【００２０】
尚、ここで説明する装置２００または他の装置などの各曲線のまたはスパイラルのミキサ装置の基本的動作は、（参照によって本明細書に組込まれた）米国特許出願である、ドケット番号２００９０５７６−ＵＳ−ＮＰ，２００８１２５４−ＵＳ−ＮＰ，２００８０１６９−ＵＳ−ＮＰにおける選択部分に詳細に述べられている。本実施形態の説明を補強する場合を除き、そのような動作の説明は省略する。
【００２１】
次に図３Ａ及び図３Ｂにおいて、下流のスパイラル分離器の実施形態を示す。図３Ａ及び図３Ｂにおいて、らせん状スパイラルの形態をとるスパイラル分離器の装置３００を示す。すなわち、装置のらせん体部分３０４は、入口部３０６、第１出口部３０８及び第２出口部３１０を有するらせん状スパイラルである。この単独流路のらせん構造はコイルばねの形状を有する中空の「スリム」タイプの装置に類似していることが理解されるであろう。この装置は部分的に射出成形技術を使用する等、さまざまな方法で製造することができる。その後、前記部分を、使用前に既知の工程により結合する。この装置を製造する別の製法は、押し出された樹脂を空気冷却または流体浴に浸漬することにより、所望形状及び構造に凝固することを特徴とする押出し成形技術の使用を含む。らせん状のコイル化は押し出しマンドレルまたは冷却槽のいずれかの回転を制御により達成することができる。材料としては、Ｓｈｏｒｅ−Ａ硬度のＰＶＣ、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン及びポリカーボネート等の熱可塑性樹脂を含む、さまざまな異なる材料を使用することができる。
【００２２】
図３Ｂに示すように、図３Ａに示すようなスパイラル装置を並列配置することによりシステムの処理能力を向上することができる。図示のように、スパイラル装置３００はすべて流体マニホルドから入口幹線３２０に接続され、装置３００のそれぞれの第１出口は第１出口幹線３２２に接続される。装置３００の第２出口は第２出口幹線３２４に接続される。
【００２３】
すなわち、本発明の実施形態は、スパイラル装置の曲線流路を使用するスパイラル分離器を採用して、中立浮力粒子（例えば水と実質的に同じ密度を有する粒子、またはその粒子が存在する流体）等の粒子が、水などの流体に流入する際に遠心力を導入することにより、そのような粒子を流体から効果的に分離することを促進する。中立浮力粒子を分離する技術はここでは特に有用である。しかしながら、他の分離方法も同様に検討される。例えば、これらの技術のうちのいくつかは、粒子を分離する曲線流路内の流体流において生成された力を、例えば流路と速度の幾何的関数として利用する。この力は、遠心力、圧力による力などを含む。
【００２４】
中立浮力粒子の場合には、そのような粒子が流路を通過すると、チューブラピンチ効果により粒子は管状帯で流れる。導入された遠心力により、管状帯が乱れて（例えば管状帯が流路中央からずれて流れ）、その結果、管状帯が流路の内壁に向かって非対称の慣性移動を起こす。この力平衡により、浮遊粒子を狭い帯域へ集めて密集または圧縮し、抽出を行うことが可能となる。ここに述べた分離原理により、遠心力及び流体圧力の均衡が生じ、内部側壁付近における非対称な慣性均衡が実現する。導入流が角度を成して内壁に衝突するため、壁面摩擦を利用して衝突流が保持されるコアンダ効果により、早期の帯形成もまた可能となる。動作設定の選択により、管状帯を外壁に向かって移動させることも可能である。
【００２５】
図４に、インラインフロック生成及び分離のためのスパイラル混合・スパイラル分離システムの代替案を示す。システム４００において、導入原水４０２は、メッシュ４０４等の入口部を通してポンプ４０３によって汲み上げられる。その後、スパイラルミキサ４０８に供給する前に、原水４０２は、原水４０２に添加するアルカリ原料及び凝集剤の高制御性連続薬注システムへ送られる。この実施形態では、スパイラルミキサ４０８は、並列で作動するよう配置された複数の積層スパイラルミキサ部品（図１のスパイラルミキサ１０８等）から成るスパイラルミキサ配列となっている。そのようなスパイラル混合配列は、混合処理能力を向上させ、したがってシステム全体の処理能力を向上させる。図１の概念と同様に、システム４００は、原水がスパイラルミキサ４０８に流入する前に原水に凝集剤を加えるように構成されており、このシステムの設計及び動作により、スパイラルミキサ４０８内におけるインライン凝集及びフロック形成が実現する。均一サイズのフロック粒子の生成を促進するために、スパイラルミキサ配列４０８を構成する各スパイラルミキサは、原水のフラッシュ混合機能を提供し、均一サイズのフロックの迅速な凝集を実現する特別仕様、すなわち特別のせん断速度が適用されるよう設計されている。尚、前記せん断速度を変えることにより、凝集体サイズを制御することができる。せん断速度の変更は、スパイラルミキサを特別仕様設計することにより実現してもよい。
【００２６】
混合された原水は、スパイラルミキサ４０８からバッファタンク４１０に供給される。その後、原水はバルブ４１１の使用によって、バッファタンク４１０から高さＨだけ低い場所に位置するスパイラル分離器４１２へ制御可能に送出される。この重力駆動の流れにより、ポンプによる揚水なしで動作が可能となる。スパイラル分離器４１２では、原水は排出水及び廃水の流れへと分離され回収される。フィルタリング配置４１６によってさらにろ過される排出流４１４、及び廃水流４１８は、適切に処理される。
【００２７】
ジャーテストは、水道工業において原水域の浄化用の薬品使用量の決定のために使用される標準方法である。典型的な検査容積は２Ｌであり、使用量は実際の流量に応じて増加される。標準ジャーテストのプロトコル、すなわち規定は以下の通りである。
‐２分間の高速混合
‐（基剤としての）１Ｎ  ＮａＯＨ２．３ｍｌと（凝集剤としての）１％ミョウバン１１０ｍｇ／Ｌを、ネフェロメ濁度単位（ＮＴＵ）２６を初期濁度とする原水に添加
‐２８分間の低速混合
‐３０分で混合を停止し、フロックを沈殿。
【００２８】
本発明の実施形態を検査するために修正したジャーテストプロトコルは、プロトコルを実行するジャーに流体を導入する前に流体をスパイラルミキサに通す工程を含む。
‐２分間の高速混合
‐（基剤としての）１Ｎ  ＮａＯＨ２．３ｍｌと（凝集剤としての）１％ミョウバン１１０ｍｇ／Ｌを、ネフェロメ濁度単位（ＮＴＵ）２６を初期濁度とする原水に添加
‐２８分間の低速混合
‐３０分で混合を停止し、フロックを沈殿。
【００２９】
図５は、スパイラル混合・スパイラル分離システムと、組み合わされたジャーテストの濁度低減比較の結果を示すグラフ５００である。図５における曲線５０２は、３０分が経過してプロトコルが完了した直後に沈澱が始まる標準ジャーテストの場合を示す。凝集したフロックは時間の経過とともに沈殿し、濁度が低下する。図５における曲線５０４は、サンプル水をスパイラルミキサ及びスパイラル分離器に通して排出ジャーに集め、そこで再び濁度を経時監視する場合を示す。標準ジャーテスト曲線と比較すると、いくつかの観察結果が明らかとなる。（１）スパイラルミキサの高速流路における流体せん断によるサイズ制限効果により、濁度の初期増加が少ない。（２）１２０分経過後の最終濁度は非常に低く、より効率的な混合及びより完全な凝集及び沈澱結果を示している。図５における第３曲線５０６は、注薬量の５０％減少または凝集剤５５ｍｇ／Ｌの場合を示す。上述の理由による濁度増加の一層の減少に加え、１２０分時点の濁度は、標準ジャーテストの全量注薬時と同一である。この観察結果によると、スパイラルミキサはより効果的な混合を達成するだけでなく、流体せん断がフロック形成の速度及びサイズを制限するため、均一サイズの高濃度フロックがより効率的に凝集する。
【００３０】
尚、小径（サブミクロン）粒子の拡散による（ペリキネティック）凝集が（せん断による）オルトキネティック凝集よりも優勢である。ペリキネティック型の運動において、凝集体（または粒子）間の衝突頻度は、２つの拡散する粒子が互いを見つける速度によって決定される。
【００３１】
オルトキネティック凝集の速度は粒子サイズと共に上昇し、１／ｓの典型的なせん断速度では、オルトキネティック凝集速度は粒子のペリキネティック凝集速度を１μｍ超過する。
【００３２】
ある種の大径粒子（>１μｍ）を小径粒子（<１μｍ）と混合して、２つの競合する凝集運動を観察する。小径粒子は互いに、ペリキネティック凝集速度にて成長する。同時に、大径粒子はオルトキネティック凝集速度にて小径粒子を「掃流」する。
【００３３】
本発明の実施形態は、少なくとも以下の特徴を有する。
・均一サイズの凝集体についての特別仕様設計のせん断速度
・流速についての特別仕様流体工学設計
・流路の垂直積み上げにより実現する処理能力
・流路は収束（内向き）スパイラルであっても分岐または広がる（外向き）スパイラルであってもよい
・流路幅が拡散時間を最小限に抑え、接触時間（ＣＴ）を縮小する。スパイラルミキサのらせん状流路の幅が拡散時間を短縮するため、水中の薬剤がスパイラルミキサ装置により滞留時間内に十分に混合される。
・フロック形成槽や沈殿槽を必要としない、処理時間を短縮可能なインライン凝集、フロック形成、及び分離水処理システム。
【００３４】
このように、本明細書では、水処理システム及び方法を開示している。それらでは、入口部は、粒子を含有する原水を受容するように作用する。スパイラルミキサは、原水と、凝集剤原料及びアルカリ性原料の高制御性の連続流を混合するための規定のらせん状流路を有する。スパイラルミキサは、凝集剤と他の化学薬品との超高速インライン混合を行ない、原水全体に均等に１次凝集体の核を形成し、スパイラルミキサのらせん状流路内にてこれらの１次凝集体の高濃度・高密度凝集体への制御成長を起こすように構成される。バッファタンクは、高濃度な凝集体を受容し、この後の分離器のカットオフすなわち遮断のサイズを越えて更に成長させる。スパイラル分離器は前記バッファタンクの内容物を排出水と前記凝集フロック粒子を含有する廃水とに分離する。出口部は前記排出水用の第１経路と、凝集フロック粒子を有する前記廃水用の第２経路とを提供するように作用する。
【符号の説明】
【００３５】
１００  水処理システム、１０２  導入原水、１０４  メッシュフィルタ、１０６  薬注システム、１０８  スパイラルミキサ、１１０  バッファタンク、１１２  スパイラル分離器、１１４  排出水出力口、１１６  ろ過機構、１１８  第２出力ライン、２００  スパイラルミキサ装置、２０２  入口部、２０４  らせん状部分、２０６  排出口、３００  スパイラル分離器装置、３０８  第１排出口、３１０  第２排出口、３２０  導入幹線、３２２  第１排出幹線、３２４  第２排出幹、４００  システム、４０４  メッシュ、４０３  ポンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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